３万年前の大規模な爆発的噴火によりお鉢平カルデラが生じた時期です。 お鉢平の形成時には火砕流が石狩川上流や忠別川上流一帯に噴出し、 直径約２kmのカルデラが生じました。 カルデラ中に見られる湖底堆積物は、お鉢平がかっては湖であったことを物語っています。 黒岳とお鉢平の間にある雲の平と呼ばれる平坦な地形がありますが、 ここにはお鉢平カルデラから噴出した火砕流堆積物（地質図のＳｗ）が広く分布しています。 日高塁層群が峡谷の急崖を作っている層雲峡付近では、 この火砕流が二畳紀～三畳紀の日高塁層群を直接覆って、 崖の上の平坦な地形を作っています。 つまり、お鉢平カルデラが生じた時には基盤である日高塁層群が地表に顔をだしていたわけです。

一方この火砕流堆積物が石狩川上流の国道沿いで急崖を作っているところがあります。 このような場所では火砕流が硬い岩石となっていて、 材木を規則正しく立ち並べたような「層雲峡の柱状節理」が見られます。 １９８７年に崩壊して岩屑が国道を埋めてしまった「天城岩」が有名です。 このような硬い火砕流堆積物の部分に見られる柱状節理は、 火砕流が自分自身の余熱で焼き固まって（溶結して）、 それが冷える時に割れて生じたものです。 火砕流の厚さは最大で２５０ｍにもおよび、 分布範囲も広くて、３０ｋｍも離れた上川町にまで達しています。 お鉢平の形成は周囲の生態系に多大な影響を与えた、 大雪山の噴火史の中で最大のエピソードでした。

ステージ３はおよそ２万年前以降現在までの活動です。 旭岳は大雪山の峰々の中で最も若い火山体で、 形成時期は数千年前とされています。 この時旭岳から西方に流れ下った溶岩流の中には長さ１５kmにも達するものがあります。 旭岳の形成とほぼ同じ時期に北海岳から北東方向に御倉（ミクラ）沢溶岩が流れ下りました。 御倉沢溶岩は全長が６km、幅は４００～６００mに達し、 噴出源から先端までの形がはっきり残されていることで有名です。 旭岳から西方に流れ下った溶岩流や御倉沢溶岩流の形態は地形レリーフでもはっきりと確認できます。 また、実物を上から眺めると表面の凹凸や両端の崖など、溶岩流の流れた様子ががよく観察できます。

地形レリーフを見ると旭岳山頂から西方に細長く開いた馬蹄形の谷が見えます。 これが地獄谷で、６００年ほど前の水蒸気爆発で生じた爆裂火口が侵食されて谷状になったものです。 地獄谷の火口壁には降下スコリア層が１０枚以上露出しています。 同様のスコリア層は旭岳の山頂付近にも認められます。 スコリアとは、安山岩－玄武岩質の比較的鉄・マグネシウムに富む、穴だらけの岩屑で、 噴火の際の急速な圧力低下のため、 マグマの破片が激しく発泡しながら固結して生じたものです。

地獄谷の周辺では現在も多数の噴気孔が見られます。 噴気孔から多量に放出されている火山ガスは温度が百数十度にも達します。 その大部分は水蒸気ですが、硫化水素などが含まれているため地表付近で水に溶けて酸性となり、 明礬石などを含む酸性変質帯を形成しています。 噴気孔の周りには昇華硫黄の黄色い結晶も見られます。

以上のことから、 旭岳は多量の溶岩流とスコリアを長期間にわたり繰り返し噴出させて成長した後、 爆発的な噴火を起こして地獄谷火口を形成したという歴史を読み取ることができます。 現在も続いている地獄谷の噴気活動は大雪山がまだ活動的であることを物語っています。 実際に、大雪山一帯の高い地温勾配は他の活動的な火山と較べて遜色なく、 地下にはまだ膨大な地熱エネルギーが残されていることを裏付けています。